【摘要】：FPSO(Floating Production Storage and Off-loading海上浮式生產儲油卸油裝置)以其優越的可靠性,較強的海域適應性和良好的經濟性成為我國渤海海域海洋石油開發的主流裝備。軟剛臂單點系泊形式是目前較為常用的系泊形式之一,軟剛臂系泊系統的可靠性直接決定了FPSO能否正常生產和上部人員及設施的安全性。然而,現場海洋環境惡劣,同時軟剛臂結構復雜,造成現場使用中的軟剛臂系泊系統經常發生各種故障,從而影響會FPSO上的正常生產及生活。因此對FPSO軟剛臂系泊系統進行監測和故障診斷有著重要意義。軟剛臂系泊系統由很多鉸接點組成,這些鉸接點可以釋放FPSO船體的轉動自由度,使得軟剛臂受到FPSO的合作用力最小,避免結構破壞的同時還能保證將船體系泊在某一固定范圍內。因此這些鉸接點是軟剛臂系泊功能運行的保障,一旦某個鉸接點發生故障,將會直接影響軟剛臂的系泊性能,甚至造成軟剛臂的結構損傷或者破壞的問題發生。其中系泊腿上部鉸接點的推力滾子軸承處于系泊腿內部,該處軸承受力復雜容易發生損傷的問題,且該處軸承故障信號干擾多,不易進行故障診斷分析。系泊腿推力滾子軸承是FPSO軟剛臂系泊系統結構中的重要一環,嚴重的軸承故障將會使FPSO停產檢修甚至造成重大安全事故。系泊系統機械結構復雜,無法進行現場的拆卸檢查,因此,有必要引入一種新的理論或方法,通過例如振動信號這種間接的方法對FPSO軟剛臂系泊系統進行故障診斷與分析,為軟剛臂系統的日常維護、檢修及更換等操作提供參考。本文以FPSO軟剛臂系泊系統結構中的推力滾子軸承為研究對象,針對推力滾子軸承振動信號傳遞路徑長,衰減大的特征,引入了最小熵解卷積(Minimum Entropy Deconvolution,MED)的理論,并結合時域指標分析與包絡譜分析對研究對象進行了故障診斷與分析,主要研究內容如下:首先從熵的角度,介紹了幅值譜熵的特性,并說明了幅值譜熵在信息處理領域的應用,以此為理論基礎設計了FIR濾波器;其次,利用軸承故障仿真信號對最小熵解卷積的濾波與降噪能力進行了考證,并驗證了時域指標分析和包絡譜分析的適用性和有效性;最后,針對上鉸接點軸承故障設計實驗論證本文方法的有效性。結論表明,最小熵解卷積理論結合時域指標和包絡譜分析方法對于FPSO軟剛臂系泊系統的推力滾子軸承故障診斷有一定的效果,最小熵解卷積能很好地突出振動信號的脈沖沖擊成分,時域指標和包絡譜分析也能對軸承工作狀態進行準確判斷,具有良好的工程應用價值。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TE95;U672

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本文編號：2772782